JP2011253711A

JP2011253711A - 照明装置

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Publication number: JP2011253711A
Application number: JP2010126681A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Kobayashi; 信高小林; Toshiyuki Yoneda; 俊之米田; Kengo Ishii; 健吾石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2011-12-15

Abstract

【課題】簡単な構成で、照明装置の効率をあまり低下させずに、側面方向の眩しさを低減する。
【解決手段】光源１２２（ＬＥＤ）は、光を放射する。拡散板（導光板１３０；拡散カバー）は、平面板状である。拡散板は、光源１２２が放射した光を拡散する。透光板１４０（透光カバー）は、平面板状である。透光板１４０は、拡散板が拡散した光を透過する。透光板１４０は、拡散板と略平行である。透光板１４０は、拡散板から離れた位置に配置されている。
【選択図】図１４

Description

この発明は、照明装置に関する。

オフィスなど比較的広い空間の天井面などに取り付けて使用する照明装置においては、利用者が遠くの照明装置を見たときの眩しさを軽減するため、正面方向（通常は真下方向）に光を集中し、側面方向（水平に近い方向）に放射する光を抑える必要がある。例えば、ルーバーなどにより、側面方向へ向かう光を遮る構成の照明装置がある。

特開２００９−１６０９３号公報特開２００４−１８５９７２号公報特開２００５−７９００８号公報

しかし、ルーバーを用いて光を遮ると、その分の光が無駄になるため、照明装置の効率が低下する。また、照明装置の構造が複雑になるので、コストが高くなる。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、照明装置の効率をあまり低下させずに、側面方向の眩しさを低減することを目的とする。

この発明にかかる照明装置は、
光を放射する光源と、
平面板状で、上記光源が放射した光を拡散する拡散板と、
平面板状で、上記拡散板が拡散した光を透過し、上記拡散板と略平行で、上記拡散板から離れた位置に配置された透光板とを有することを特徴とする。

この発明にかかる照明装置によれば、光の取り出し効率の低下を抑えつつ、安価簡便に水平方向近傍の眩しさを軽減することができる。

照明装置１０の一例を示す分解斜視図。照明装置１０の別の例を示す分解斜視図。実施の形態１における照明装置１０の一例を示す分解斜視図。実施の形態１における透明カバー６の表裏面における反射率の一例を示すグラフ図。透明カバー６の有無による照明装置１０の水平方向近傍の輝度と光の取り出し効率の違いを示す図。スペーサ７の反射率による照明装置１０の水平方向近傍の輝度と光の取り出し効率の違いを示す図。実施の形態１における照明装置１０の一例の短手方向Ｘの断面で、スペーサ７近傍の部分拡大図。実施の形態１における照明装置１０の別の例の短手方向Ｘの断面で、スペーサ７近傍の拡散カバー５と透明カバー６の端部の部分拡大図。実施の形態２における照明装置１０の一例を示す分解斜視図。透明カバー６の枚数による照明装置１０の水平方向近傍の輝度と光の取り出し効率の違いを示す図。ＡＲコートの有無による透明カバー６の表裏面における反射率の違いの一例を示すグラフ図。ＡＲコートの有無による照明装置１０の水平方向近傍の輝度と光の取り出し効率の違いを示す図。実施の形態４における照明装置１００の構造の一例を示す斜視図。実施の形態４における照明装置１００の内部構成の一例を示す側面視断面図。実施の形態４における照明装置１００における光の経路の一例を示す模式図。実施の形態４における照明装置１００における光の放射方向と輝度との関係の一例を示すグラフ図。

本発明は、ＬＥＤ光源の正面に拡散性と透明の２種類のカバーを備え、水平方向近傍の眩しさを軽減した照明装置に関するものである。

蛍光灯や白熱電球などの従来光源と比べ、小型で長寿命な発光ダイオード（ＬＥＤ）は、近年その発光効率（［ｌｍ／Ｗ］）の向上や光量アップに伴い、オフィスビル、商業施設や学校、病院などの公共施設でも、天井用照明装置の光源として用いられはじめている。
オフィス等では、デスクで作業している人の眼に、比較的遠くの照明装置の光が正面方向から入る。このため、デスクで作業している人が眩しくないように、天井用照明装置には水平方向近傍の輝度を低く抑えることが求められる。
また、ＬＥＤは小型で発光面積が小さいため、高輝度である。そこで、オフィス等の天井に用いる場合、眩しさを軽減するために、ＬＥＤの正面に拡散性のカバーが設けられる。カバーを通過する光が拡散されることで、ＬＥＤの眩しさが緩和される。
なお、発光効率や光量は向上しているが、ＬＥＤ１灯あたりの光束（光量）はまだ十分ではないため、通常１つの照明装置に複数灯のＬＥＤが搭載される。

シリコーン等のレンズを被っていない多くのＬＥＤは、完全拡散型の配光分布をしている。このため、ＬＥＤの正面方向でも水平方向でも輝度（［ｃｄ／ｍ^２］）は一様で、どの方向から見ても同じ眩しさである。
図１は、照明装置１０の一例を示す分解斜視図である。
照明装置１０は、０．１Ｗクラスの低出力のＬＥＤ１を多数アレイ状に並べた照明装置である。ＬＥＤ１の正面には拡散カバー５が設けられ、ＬＥＤ１の発光面が直接見えないようにしている。これにより、ＬＥＤ１の輝度が拡散カバー５の面積で平均化され、眩しさが緩和される。しかし、照明装置１０としては配光を制御していないため、水平方向近傍の輝度は、求められる仕様値内に通常収まらない。
拡散カバー５の面積を広くすれば、輝度をさらに低く抑えることができる。また、ＬＥＤ１の搭載個数を減らしたり、ＬＥＤ１の駆動電流を小さく絞ったりして、照明装置１０から出射される総光束（［ｌｍ］）を減らすことでも、輝度を低く抑えることができる。しかし、オフィス等の天井に設置される照明装置１０には、その大きさに規格や制約があることが多く、拡散カバー５の大きさ（面積）も制限される。また、照明装置１０が照らす部屋内の明るさにも求められる照度があり、最小限必要な総光束が存在する。このように拡散カバー５の面積と総光束には制限があり、配光も制御しないため、抑えられる輝度の限界値はおのずと決まっている。

図２は、照明装置１０の別の例を示す分解斜視図である。
照明装置１０は、１Ｗクラスの高出力のＬＥＤ１を複数ライン状（あるいはアレイ状）に並べた照明装置である。ＬＥＤ１の正面には図１と同様、拡散カバー５が設けられており、さらに個々のＬＥＤ１の周囲にはリフレクタ４が設けられている。リフレクタ４は光の取り出し効率を高め、かつ照明装置１０の配光を制御するために用いられる。しかし、高出力だとＬＥＤ１はその分眩しいので、正面方向の輝度を抑えるため、比較的拡散性の強い拡散カバー５が用いられる。このため、水平方向近傍にも光が拡散され、その結果、輝度が高まってしまい、求められる仕様値内に収まらない。
水平方向近傍の輝度を抑える方式として、図１や図２に示した照明装置１０の正面に遮光用のルーバーを設ける方式がある。しかし、ルーバーを用いると、光の取り出し効率が５％以上も大幅に低下してしまう。
光の取り出し効率が低下した分、照明装置１０に搭載されるＬＥＤ１の個数を増やす必要が出てくる。現在、ＬＥＤは蛍光灯や白熱電球などの従来光源と比べ、光束（光量）の割に単価（［円／ｌｍ］）がまだまだ高いため、ＬＥＤの搭載個数の増加はかなりのコスト高になってしまう。
なお、光の取り出し効率は、（照明装置１０から出射される総光束）／（全ＬＥＤ１から出射される総光束）と定義している。

以下に説明する照明装置は、光の取り出し効率の低下を極力抑え、安価簡便に水平方向近傍の眩しさを軽減するものである。

実施の形態１．
実施の形態１について、図３〜図８を用いて説明する。

図３は、この実施の形態における照明装置１０の一例を示す分解斜視図である。
光源であるＬＥＤ１は基板２上に、アレイ状かつ等間隔に配列・実装されている。基板２は、アルミニウム等の金属、ガラスエポキシ樹脂やセラミックなどの板材から成り、その表面にＬＥＤ１を実装するための回路パターンがプリントされている。基板２上に設けられる前記回路パターン、及びＬＥＤ１に電力を供給するためのコネクタ等は、図示を省略する。
基板２の上には、高反射率の反射シート３が被せられる。反射シート３には個々のＬＥＤ１に対応する開口３Ａが設けられ、また外周部の四辺はケース８や筐体９の内面に沿うように折られており、反射シート３は箱形の形状を成している。反射シート３は基板２と重ねられた状態で、ケース８の底面に設置される。反射シート３には、反射時に光を散乱する白色シート、もしくはメタリックな鏡面シートなどが用いられる。
箱形の反射シート３に蓋をするように、平板形状の拡散カバー５がＬＥＤ１の正面に設けられる。拡散カバー５（拡散板）には、例えば、表裏面もしくは片面のみを梨地面としたアクリル等の透明樹脂や、白色の拡散材を練り込んだ透明樹脂などが用いられる。
拡散カバー５から空気層を隔てて、無色透明（クリア）なカバー６（透光板）が設けられる。すなわち、本実施の形態１に係る照明装置は、図１に示した照明装置１０に透明カバー６を追加した構造となっている。透明カバー６は拡散カバー５と異なり、表裏面とも梨地面でなく平坦面（鏡面）で、拡散材も含まない単純な板材である。透明カバー６には、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂が用いられる。

図４は、この実施の形態における透明カバー６の表裏面における反射率の一例を示すグラフ図である。
透明カバー６の表裏面における反射率は、フレネルの公式から求められる。空気と例えば屈折率１．４９の媒質（樹脂）との界面における反射率（Ｐ偏光とＳ偏光の平均値）を、この図は示しており、横軸の『入射角』は空気側から媒質側へ光が入射する時の角度である。この図より、入射角が９０ｄｅｇに近づくにつれ、すなわち拡散カバー５から出射され透明カバー６へ入射する光の角度、また透明カバー６から出射される光の角度が照明装置１０の水平方向に近づくにつれ、反射率は急速に高くなることが分かる。

図５は、透明カバー６の有無による照明装置１０の水平方向近傍の輝度と光の取り出し効率の違いを示す図である。
『透明カバー６無し』は、図１に示した照明装置１０の場合、『透明カバー６有り』は、図３に示した照明装置１０の場合である。括弧内黒三角付の数値は、『透明カバー６無し』からの低下（軽減）率である。
水平方向近傍の輝度に、６５ｄｅｇ、７５ｄｅｇ、８５ｄｅｇ方向の値を示した。なお、照明装置１０の正面方向を０ｄｅｇとしている。輝度の値には、これらの角度方向の光度（［ｃｄ］）を拡散カバー５（あるいは透明カバー６）の面積（［ｍ^２］）で割り、拡散カバー５全体で平均化した値を用いた。
この図において、ＬＥＤ１に１灯あたりの消費電力が０．０６［Ｗ］、光束が４．８［ｌｍ］のものを、反射シート３に高反射率の白色シートを、拡散カバー５に白色の拡散材を練り込んだ透明樹脂、および透明カバー６には拡散カバー５と同じ大きさの無色透明なアクリルの平行平板を用いた。また、透明カバー６の表裏面は、無垢のアクリル表面のまま、蒸着等の表面処理は施さなかった。
この図より、拡散カバー５上に透明カバー６を設けると、水平方向近傍の、特に８５ｄｅｇのような大きな放射角方向の輝度が著しく軽減されるのに比べ、光の取り出し効率の低下はわずかであることが分かる。透明カバー６は、透明カバー６への入射角が大きい水平方向近傍の光（輝度）をカットするフィルターの役割を果たしている。
このように、この実施の形態に係る照明装置１０では、空気と媒質（樹脂）の界面におけるフレネル反射、すなわち大きい入射角の時の高い反射率を利用して、水平方向近傍の輝度を低く抑えている。このため、拡散カバー５と透明カバー６の間の空気層は必須である。空気層の厚さに特に制限はないが、光の取り出し効率の観点から薄い方が好ましく、０．１〜１．０ｍｍ程度が望ましい。スペーサ７は、この空気層（隙間）を設けるための部材で、拡散カバー５と透明カバー６の端部に挿入される。
空気と媒質の界面におけるフレネル反射を利用するため、透明カバー６はガラスの平行平板でも良い。屈折率の高いガラスを用いれば、界面における反射率がより高くなるため、水平方向近傍の輝度をより低く抑えることができる。また、透明カバー６はＰＥＴフィルムやＯＨＰシートのような薄いシート材であっても良い。さらには、拡散カバー５との間に空気層さえ隔てれば、ポリエチレンラップのような包装材であっても同様の効果が得られる。
すなわち、この実施の形態に係る照明装置１０によれば、拡散カバー５に対して空気層を挟んで透明カバー６を設けることにより、光の取り出し効率の低下を抑えつつ、水平方向近傍の眩しさを軽減することができる。
また、この実施の形態は、無色透明な樹脂の板材を追加するだけなので、安価簡便な手段である。さらに、光の取り出し効率の低下が小さく抑えられ、照明装置１０に搭載されるＬＥＤ１の個数の増加を伴わないことから、省資源・省エネルギーという環境的な効果もある。

図６は、スペーサ７の反射率による照明装置１０の水平方向近傍の輝度と光の取り出し効率の違いを示す図である。
『高反射率の白色樹脂製スペーサ』は、反射率９６％の白色樹脂で形成されている。『黒アルマイト付アルミ製スペーサ』は、反射率５％の黒アルマイトメッキ付アルミニウムで形成されている。括弧内黒三角付の数値は、『透明カバー６無し』からの低下（軽減）率である。
拡散カバー５と透明カバー６の間の空気層は１．０ｍｍ以下と薄いにも関わらず（拡散カバー５と透明カバー６の面積は、１２０ｍｍ×５７８ｍｍ）、スペーサ７の反射率は光の取り出し効率に比較的大きな影響を及ぼす。
このように、光の取り出し効率の低下を抑えるためには、スペーサ７はより高い反射率を有する部材で形成するのが望ましく、好適には反射率９０％以上の部材が良い。

図７は、この実施の形態における照明装置１０の一例の短手方向Ｘの断面で、スペーサ７近傍の部分拡大図である。
このように、スペーサ７は、拡散カバー５と透明カバー６の短手方向Ｘの端部２箇所に設けられているが、拡散カバー５と透明カバー６の外周４辺を囲う窓枠形状を成しても良い。スペーサ７を高反射率の部材で形成する場合、拡散カバー５と透明カバー６の短手方向Ｘの端部だけでなく、外周４辺全てを囲うことで、より光の取り出し効率の低下を抑えることができる。
また、ケース８や筐体９の内面に高反射率の塗装を施せば、スペーサ７は、例えば拡散カバー５と透明カバー６の４隅だけに挿し込む、図３の長手方向Ｙに短い断片的なものであっても良い。

図８は、この実施の形態における照明装置１０の別の例の短手方向Ｘの断面で、スペーサ７近傍の拡散カバー５と透明カバー６の端部の部分拡大図である。
このように、例えば透明カバー６の拡散カバー５側の面の４隅に凸部６Ａを設けることで、空気層（隙間）を確保しても良い。凸部６Ａにより、スペーサ７が不要となり、コストを低減できる。凸部６Ａは、拡散カバー５の透明カバー６側の面に設けても良いし、また４隅ではなく、外周に近い部分に複数箇所設けるのであっても良い。

以上説明した照明装置１０は、ＬＥＤの正面に拡散カバーを備えたＬＥＤ照明装置である。前記拡散カバーの出光側に、前記拡散カバーと空気層を隔てて、表面が平坦で無色透明なカバーを設ける。無色透明なカバーを設けることにより、光の取り出し効率の低下を抑えつつ、安価簡便に水平方向近傍の眩しさを軽減できる。

以上説明した照明装置１０において、無色透明なカバーの全ての面は、表面処理が施されていない、カバー素材の無垢の面である。何も表面処理を施さないので、より安価である。

以上説明した照明装置１０において、拡散カバーの、無色透明なカバー側の面の４隅、あるいは外周部近傍、もしくは無色透明カバーの、拡散カバー側の面の４隅、あるいは外周部近傍に、凸部を設ける。凸部によりスペーサが不要になり、より安価である。

以上説明した照明装置１０において、拡散カバーと無色透明なカバーの間の空気層を確保するためのスペーサであって、前記スペーサ表面の反射率は９０％以上である。高反射率のスペーサにより、光の取り出し効率の低下をさらに小さく抑えることができる。

実施の形態２．
実施の形態２について、図９〜図１０を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図９は、この実施の形態における照明装置１０の一例を示す分解斜視図である。
光源であるＬＥＤ１は基板２上に、直線状かつ等間隔に配列・実装されている。
基板２の上にはリフレクタ４が被せられ、リフレクタ４には個々のＬＥＤ１に対応する反射面４Ａが設けられている。反射面４Ａは２つのトロイダル面から成り、それぞれ短手方向Ｘと長手方向Ｙ沿った反射面である。また、２つのトロイダル面は断面形状が同じ放物線であり、その焦点の位置は双方共にＬＥＤ１の発光面に一致している。断面形状は放物線でなく、双曲線や楕円、傾斜した直線（この場合、反射面４Ａは逆ピラミッド型の形状を成す）であっても良い。
リフレクタ４は、反射時に光を散乱する白色のポリカーボネート等の樹脂から成る。あるいは、アルミニウム等の金属、さらには樹脂表面にアルミニウム等の金属コーティングを施したものなどが用いられる。反射面４Ａの表面は、梨地面もしくは鏡面である。
基板２とリフレクタ４の間には、高反射率の反射シート３が挟まれることもある。反射シート３にも、個々のＬＥＤ１に対応する開口３Ａが設けられている。
リフレクタ４は、平坦部４Ｃに設けたキリ穴もしくはネジ穴４Ｂ、および２Ｂ、３Ｂによって、基板２にネジ止めされる。もしくは、基板２、反射シート３を挟むように、図示しない筐体（例えば、図３の筐体９参照）に直接ネジ止めされて固定される。あるいは、ネジ止めではなく、リフレクタ４の基板２側の面に爪を、基板２や筐体の方には切り欠き、もしくは穴を設けて、爪と切り欠き（穴）を引っ掛けるようにする。
拡散カバー５は、直線状に並んだ反射面４Ａの開口部全てを覆う長尺形状をしている。
実施の形態１では、拡散カバー５の出光側に透明カバー６を１枚設けたが、この実施の形態では、２枚の透明カバー６を設けている。計３枚のカバー（拡散カバー５と２枚の透明カバー６）それぞれの間は、空気層によって隔てられる。
拡散カバー５と２枚の透明カバー６は、反射面４Ａの出光側開口部に、爪４Ｄによって取り付けられる。拡散カバー５と２枚の透明カバー６の各間隔は、爪４Ｄではなく、前記実施の形態１同様、スペーサによって空気層（隙間）を確保しても良い。

図１０は、透明カバー６の枚数による照明装置１０の水平方向近傍の輝度と光の取り出し効率の違いを示す図である。
『透明カバー６無し』は、図２に示した照明装置１０の場合、『透明カバー６が２枚』は、図９に示した照明装置１０の場合、『透明カバー６が１枚』は、図９に示した照明装置１０から透明カバー６を１枚取り外した場合である。括弧内黒三角付の数値は、『透明カバー６無し』からの低下（軽減）率である。
輝度の値は、６５ｄｅｇ、７５ｄｅｇ、８５ｄｅｇ方向の光度（［ｃｄ］）を拡散カバー５（あるいは透明カバー６）の面積（［ｍ^２］）で割り、拡散カバー５全体で平均化したものである。
この図において、ＬＥＤ１に１灯あたりの消費電力が２．５［Ｗ］、光束が１７５［ｌｍ］のものを、反射シート３に高反射率の白色シートを、リフレクタ４は樹脂表面に金属コーティングを施したものを、拡散カバー５に白色の拡散材を練り込んだ透明樹脂、および透明カバー６には拡散カバー５と同じ大きさの無色透明なアクリルの平行平板を用いた。また、透明カバー６の表裏面は２枚とも、無垢のアクリル表面のまま、蒸着等の表面処理は施さなかった。
この図より、透明カバー６の枚数が増えるに従って、水平方向近傍の輝度がより低く抑えられることが分かる。また、水平方向近傍の輝度が抑えられる割合に比べ、光の取り出し効率の低下はわずかである。

このように、この実施の形態に係る照明装置１０では、透明カバー６を１枚ではなく、２枚用いることで、１枚だけの時よりもさらに水平方向近傍の輝度を低く抑えている。
すなわち、本実施の形態２に係る照明装置１０によれば、拡散カバー５の出光側に透明カバー６を複数枚備え、これら全てのカバー同士の各間隔に空気層を挟むことにより、光の取り出し効率の低下を抑えつつ、水平方向近傍の眩しさを軽減することができる。
また、この実施の形態は、無色透明な樹脂の板材を２枚追加するだけなので、安価簡便な手段である。さらに、光の取り出し効率の低下が小さく抑えられ、照明装置１０に搭載されるＬＥＤ１の個数の増加を伴わないことから、省資源・省エネルギーという環境的な効果もある。

以上説明した照明装置１０は、拡散カバーの出光側に、複数枚の表面が平坦で無色透明なカバーを備える。これら全てのカバー、すなわち前記拡散カバーと前記複数枚の無色透明なカバー同士の間に、空気層を設ける。複数枚の無色透明なカバーを設けることにより、水平方向近傍の眩しさをより軽減できる。

実施の形態３．
実施の形態３について、図１１〜図１２を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

この実施の形態に係る照明装置１０は、実施の形態１の図３における透明カバー６に、反射防止膜（ＡＲコート）を施したものである。

図１１は、ＡＲコートの有無による透明カバー６の表裏面における反射率の違いの一例を示すグラフ図である。
黒塗りの菱形はＡＲコートなしの場合、白抜きの菱形はＡＲコートありの場合である。
透明カバー６の表面にＡＲコートを施した場合、透明カバー６の表裏面における反射率（Ｐ偏光とＳ偏光の平均値）は、この図のようになる。図４と同様、横軸の『入射角』は空気側から媒質側へ光が入射する時の角度である。ＡＲコートを施しても、入射角が９０ｄｅｇに近づくにつれ、すなわち拡散カバー５から出射され透明カバー６へ入射する光の角度、また透明カバー６から出射される光の角度が照明装置１０の水平方向に近づくにつれ、反射率は急速に高くなることが分かる。
このように、透明カバー６の表面にＡＲコートを施しても、水平方向近傍の輝度を低く抑えることができる。この図では、ＡＲコートとして屈折率１．３８の単層コートを用いた。

図１２は、ＡＲコートの有無による照明装置１０の水平方向近傍の輝度と光の取り出し効率の違いを示す図である。
括弧内黒三角付の数値は、『透明カバー６無し』からの低下（軽減）率である。
ＡＲコートにより、小さい入射角の時の反射率を低く抑えたため、光の取り出し効率の低下がより小さく抑えられていることが分かる。一方、水平方向の輝度も、ＡＲコートが無い（ノンコート）の場合と比べ、遜色ない程度まで低く抑えられている。

この実施の形態に係る照明装置１０では、透明カバー６の表裏面にＡＲコートを施したが、低コスト化のため片面だけであっても良い。また、本実施の形態３では単層のＡＲコートを用いたが、多層のＡＲコートにすれば、光の取り出し効率の低下をさらに抑えることができる。
この実施の形態の透明カバー６にＡＲコートを施したものを、実施の形態２に適用しても良い。計４面ある空気と透明カバー６の界面のうち、より多くの面数にＡＲコートを施せば、それだけ光の取り出し効率の低下をより小さく抑えることが可能である。
すなわち、この実施の形態に係る照明装置１０によれば、拡散カバー５に対して空気層を挟んで設けた透明カバー６にＡＲコートを施すことにより、光の取り出し効率の低下をより小さく抑え、水平方向近傍の眩しさを軽減することができる。
また、この実施の形態は、単層のＡＲコートが施された無色透明な樹脂の板材を追加するだけなので、安価簡便な手段である。さらに、光の取り出し効率の低下がより小さく抑えられ、照明装置１０に搭載されるＬＥＤ１の個数の増加を伴わないことから、省資源・省エネルギーという環境的な効果がある。

以上説明した照明装置１０は、無色透明なカバーのいずれかの面、もしくは全ての面に、反射防止膜を施す。反射防止膜を施すことにより、光の取り出し効率の低下をより小さく抑えることができる。

実施の形態４．
実施の形態４について、図１３〜図１６を用いて説明する。

図１３は、この実施の形態における照明装置１００の構造の一例を示す斜視図である。
照明装置１００は、天井面などに取り付けて使用する薄型照明装置である。
照明装置１００は、筐体１１０を有する。筐体１１０は、照明装置１００全体を覆うカバーである。筐体１１０は、例えば直方体箱状である。筐体１１０は、枠部１１５を有する。枠部１１５は、例えば直方体状の凸部であり、筐体１１０の下側に設けられている。枠部１１５は、枠開口部１１９を有する。枠開口部１１９は、枠部１１５の略中央に設けられた長方形状の開口である。
照明装置１００は、筐体１１０内にＬＥＤなどの光源を有する。光源が放射した光は、枠開口部１１９から筐体１１０の外に放射される。

図１４は、この実施の形態における照明装置１００の内部構成の一例を示す側面視断面図である。
筐体１１０は、例えば、本体天面部１１１と、本体側面部１１２，１１３と、本体底面部１１４と、枠側面部１１６，１１７と、枠底面部１１８とを有する。本体天面部１１１は、筐体１１０の天井に取り付ける側の面である。本体側面部１１２，１１３は、筐体１１０の側面である。本体底面部１１４は、筐体１１０の底面である。枠側面部１１６，１１７は、枠部１１５の側面である。枠底面部１１８は、枠部１１５の底面である。

照明装置１００は、更に、光源部１２０、導光板１３０、透光板１４０を有する。
光源部１２０は、例えば、基板１２１と、光源１２２とを有する。光源１２２は、例えばＬＥＤであり、電気エネルギーにより発光する。光源１２２は、基板１２１に実装されている。光源１２２は、概ね水平方向を中心とする方向に光を放射する。光源１２２は、例えば砲弾状の配光特性を有する。
基板１２１には、光源回路が実装されている。光源回路は、光源１２２に電気エネルギーを供給するための回路である。光源回路は、基板１２１に実装された電子部品や、基板１２１に印刷された配線などにより構成される。光源回路が光源１２２に供給する電気エネルギーは、例えば別に設けられた電源回路から供給される。
電源回路は、商用電源などの交流電源や、バッテリーや太陽電池などの直流電源から電力の供給を受け、光源回路に供給する電力に変換する回路である。電源回路は、筐体１１０内に設けられていてもよいし、筐体１１０の外部に設けられていてもよい。

導光板１３０（拡散板）は、例えば長方形平面板状である。導光板１３０は、無色透明である。導光板１３０は、例えばアクリル樹脂やガラスで形成されている。導光板１３０の屈折率は、１より大きく、例えば１．５である。
面１３１は、導光板１３０が本体天面部１１１と接する面である。面１３１は、光を拡散反射するよう加工されている。面１３２は、導光板１３０の下側の面である。面１３２は、拡散加工がなく、フレネルの法則にしたがって光を透過もしくは反射する。面１３３は、導光板１３０の側面である。面１３３は、拡散加工がなく、フレネルの法則にしたがって光を透過もしくは反射する。面１３３は、光源１２２が放射した光が導光板１３０内に入射する面である。面１３３で反射される光を抑えるため、面１３３は、反射防止加工されている構成であってもよい。面１３３以外の導光板１３０の側面は、本体側面部１１２，１１３と接する面である。面１３３以外の側面は、拡散加工されている構成でもよいし、拡散加工されていない構成であってもよい。

透光板１４０は、例えば長方形平面板状である。透光板１４０は、無色透明である。透光板１４０は、例えばアクリル樹脂やガラスで形成されている。透光板１４０の屈折率は、１より大きく、例えば１．５である。
面１４１は、透光板１４０の上側の面である。面１４２は、透光板１４０の下側の面である。面１４１及び面１４２は、拡散加工がなく、フレネルの法則にしたがって、光を透過もしくは反射する。透光板１４０の側面は、拡散加工がなく、フレネルの法則にしたがって、光を透過もしくは反射する。なお、透光板１４０の側面は、光を全反射するよう、鏡面加工されている構成でもよい。
透光板１４０は、枠開口部１１９よりも大きい。透光板１４０は、枠底面部１１８の上に載せられている。透光板１４０は、導光板１３０と概ね平行に設置されている。透光板１４０の厚さは、枠側面部１１６，１１７の内側の高さよりも小さい。これにより、導光板１３０と透光板１４０との間には、隙間１４５が設けられる。隙間１４５の幅は、例えば０．１ｍｍ〜数ｍｍ程度である。枠部１１５の枠側面部１１６，１１７の内側は、隙間１４５から漏れる光を反射するよう、鏡面加工された構成であってもよい。
このように、透光板１４０が自重により枠底面部１１８の上に載ることにより、導光板１３０と透光板１４０との間の隙間１４５を確保する。これにより、スペーサなどの部品が不要となり、照明装置１００の製造コストを抑えることができる。

図１５は、この実施の形態における照明装置１００における光の経路の一例を示す模式図である。
光源光４１１は、光源１２２が放射し、導光板１３０の面１３３から導光板１３０のなかへ入射した光である。導光板１３０のなかへ入射した光源光４１１のうち、水平方向より上方向へ向かう光源光４１１は、面１３１に直接当たって拡散反射する。また、水平方向より下方向へ向かう光源光は、面１３２に当たって正反射する。このとき、光源光の入射角が臨界角より大きくなるように構成する。これにより、面１３２に当たった光源光は、全反射する。面１３２に反射した光源光４１１は、その後、面１３１に当たって拡散反射する。
拡散光４２１は、面１３１に当たって拡散反射した光である。拡散光４２１は、面１３２に当たって正透過光４４１と正反射光４３１とに分かれる。正透過光４４１は、スネルの法則にしたがって屈折し、隙間１４５のなかを進む。正透過光４４１は、透光板１４０の面１４１に当たって、更に、正反射光４３２と正透過光４４２とに分かれる。正透過光４４２は、スネルの法則にしたがって屈折し、透光板１４０のなかを進む。正透過光４４２は、面１４２に当たって、また更に、正透過光４４３と正反射光４３３とに分かれる。正透過光４４３は、スネルの法則にしたがって屈折し、照明装置１００の外に放射される。
正反射光４３１〜４３３は、更に反射屈折を繰り返し、一部は、面１３１まで戻って拡散反射する。また、一部は、面１３１まで戻らずに、照明装置１００の外に放射される。

図１６は、この実施の形態における照明装置１００における光の放射方向と輝度との関係の一例を示すグラフ図である。
横軸は、照明装置１００の正面方向（垂直真下方向）からの角度θを表わす。縦軸は、その方向から見た照明装置１００の輝度を表わす。線５１１は、面１３１における拡散光４２１の輝度を表わす。線５１２は、面１３２から放射される正透過光４４１の輝度を表わす。すなわち、線５１２は、透光板１４０がない場合における照明装置１００の輝度を表わす。線５１３は、面１４２から放射される正透過光４４３の輝度を表わす。すなわち、線５１３は、透光板１４０がある場合における照明装置１００の輝度を表わす。

面１３１が完全拡散面であると仮定する。線５１１によって表される拡散光４２１の輝度は、角度θにかかわらず一定である。
線５１２によって表される正透過光４４１の輝度は、フレネルの法則による透過率にしたがう。なお、拡散光４２１は無偏光なので、透過率は、Ｐ偏光の場合の透過率とＳ偏光の場合の透過率との平均である。なお、角度θが小さい場合において、正透過光４４１の輝度が、拡散光４２１の輝度より大きいのは、正反射光４３１が再び拡散反射した分が上乗せされるからである。
線５１３によって表される正透過光４４３の輝度は、角度θが大きい場合は更に小さくなり、角度θが小さい場合はわずかに大きくなる。

すなわち、フレネルの法則にしたがって、角度θが大きくなると、面１４１，１４２における透過率が小さくなり、反射率が大きくなるので、角度θが大きい方向の照明装置１００の輝度を小さく抑えることができる。また、カットされた光は、面１３１に戻り、再び拡散反射するので、無駄になることがなく、その分、角度θが小さい方向の輝度が大きくなる。したがって、光の取り出し効率は、ほとんど低下しない。

前述の実施の形態では、拡散板が透過型である構成について説明したが、この実施の形態で説明したように、拡散板は、反射型であってもよい。
また、前述の実施の形態では、スペーサを用いて、拡散板と透光板との間の隙間を確保する構成について説明したが、この実施の形態で説明したように、拡散板と透光板との間の隙間を確保できる構成であれば、スペーサを用いる構成に限らず、他の構成であってもよい。

以上、いくつかの実施の形態を用いて、本発明にかかる照明装置の構成について説明した。本発明にかかる照明装置の構成は、以上説明した構成に限定されるものではなく、様々な変形が可能であることは言うまでもない。

照明装置（１００；１０）は、光源（１２２；ＬＥＤ１）と、拡散板（導光板１３０；拡散カバー５）と、透光板（１４０；透明カバー６）とを有する。光源は、光を放射する。拡散板は、平面板状で、上記光源が放射した光を拡散する。透光板は、平面板状で、上記拡散板が拡散した光を透過し、上記拡散板と略平行で、上記拡散板から離れた位置に配置されている。
フレネルの法則にしたがって、角度θが大きい方向へ向かう光束を透光板が反射するので、角度θが大きい方向に対する輝度を抑えることができる。部品点数が少なく、簡単な構成でこれを実現できるので、照明装置の材料コスト、部品製造コスト、組み立てコスト、保守管理コストなどを抑えることができる。

照明装置（１０）は、上記透光板（６）を２以上有する。第二の透光板は、第一の透光板を透過した光を透過し、上記第一の透光板と略平行で、上記第一の透光板から離れた位置に配置されている。
透光板の枚数を増やすことにより、角度θが大きい方向に対する輝度を更に抑えることができる。なお、光がフレネルの法則にしたがって反射する面の数が重要であり、透光板の厚さは無関係である。したがって、透光板の厚さを薄くすれば、透光板の数を増やしても、照明装置全体の厚さは、それほど厚くならない。

照明装置（１０）は、側方反射部（スペーサ７）を有する。側方反射部は、上記透光板（６）と上記拡散板（５）との間の空間および上記透光板の側面のうち少なくともいずれかから側方に漏れ出す光を反射する。
これにより、光源が放射した光を有効に利用することができるので、光の取り出し効率の低下を抑えることができる。

側方反射部（７）は、上記透光板（６）と上記拡散板（５）との間の距離を保持するスペーサとしての役割を有する。
これにより、照明装置１００を構成する部品の数を減らすことができるので、照明装置の材料コスト、部品製造コスト、組み立てコスト、保守管理コストなどを抑えることができる。

１ＬＥＤ、２，１２１基板、２Ｂキリ穴もしくはネジ穴、３反射シート、３Ａ開口、３Ｂ穴、４リフレクタ、４Ａ反射面、４Ｂキリ穴もしくはネジ穴、４Ｃ平坦部、４Ｄ爪、５拡散カバー、６透明カバー、６Ａ凸部、７スペーサ、８ケース、９，１１０筐体、１０，１００照明装置、１１１本体天面部、１１２，１１３本体側面部、１１４本体底面部、１１５枠部、１１６，１１７枠側面部、１１８枠底面部、１１９枠開口部、１２０光源部、１２２光源、１３０導光板、１３１，１３２，１３３，１４１，１４２面、１４０透光板、１４５隙間、４１１光源光、４２１拡散光、４３１〜４３３正反射光、４４１〜４４３正透過光、５１１〜５１３線。

Claims

光を放射する光源と、
平面板状で、上記光源が放射した光を拡散する拡散板と、
平面板状で、上記拡散板が拡散した光を透過し、上記拡散板と略平行で、上記拡散板から離れた位置に配置された透光板とを有することを特徴とする照明装置。
上記照明装置は、上記透光板を２以上有し、
第二の透光板は、第一の透光板を透過した光を透過し、上記第一の透光板と略平行で、上記第一の透光板から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
上記照明装置は、
上記透光板と上記拡散板との間の空間および上記透光板の側面のうち少なくともいずれかから側方に漏れ出す光を反射する側方反射部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
上記側方反射部は、上記透光板と上記拡散板との間の距離を保持するスペーサとしての役割を有することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。